製品概要
機能と利点
アナログ入力
- 800kSPSの16ビットADC
- 電圧、電流、インピーダンスの測定が可能
- 内部／外部の電流チャンネルおよび電圧チャンネル
- 超低リークのスイッチ・マトリックスおよび入力マルチプレクサ
- 入力バッファおよびプログラマブル・ゲイン・アンプ
- 0.2 V ～ 2.4 V（センサーに対して ±2.2 V の電位）の出力範囲を持つデュアル出力電圧 DAC
- TIA のバイアス用の 6 ビット VZERO0 出力
- 超低消費電力: 1 μA
- 高速 12 ビット ADC: 1 個
- センサーの出力範囲：±607 mV
- プログラマブル・ゲイン・アンプの出力時のゲイン設定：2および0.05
- 電気化学センシングにおける定電位バイアスに適した低消費電力および低ノイズの定電位アンプ: 1 個
- センサー電流出力の測定に適した低消費電力および低ノイズの TIA: 1 個
- 50pA～3mAの範囲
- センサー出力用のプログラマブルな負荷およびゲイン抵抗
- アナログ・ハードウェア・アクセラレータ
- デジタル波形発生器
- 受信フィルタ
- 複素インピーダンス測定（DFT）エンジン
- 0.015Hz～200kHzの広帯域幅の入力信号を処理する高速TIA：1個
- 正弦波および台形の波形を生成するデジタル波形発生器
- 2.5 V および 1.82 V の内部リファレンス電圧源
システム・レベルの節電
- デューティ・サイクルのアナログ・ブロックの迅速なパワーアップおよびパワーダウン
- ホスト・コントローラにかかるワークロードを最小化するプログラマブル AFE シーケンサ
- AFE シーケンスを事前にプログラムするための 6 kB SRAM
- 超低消費電力定電位チャンネルの消費電流：6.5 μA（電源投入され他の全ブロックが休止モードの場合）
- センサー計測のサイクル精度の制御
- シーケンサ制御の GPIO
- SPI シリアル入出力
- ウェークアップ・タイマー
- 割込みコントローラ
- 2.8 V ～ 3.6 V の電源
- 1.82 V 入出力準拠
- POR
- LPDAC および定電位をパワーアップしてセンサー・バイアスを維持した休止モード
- 3.6 mm × 4.2 mm、56 ボール WLCSP
- 7 mm × 7 mm、48ピンLFCSP
- −40 °C ～ +85 °C で仕様規定
製品概要
AD5940 およびAD5941は、電流滴定、ボルタンメトリ、またはインピーダンス測定などの電気化学ベースの高精度の測定技術を必要とするポータブル・アプリケーション向けに設計された高精度および低消費電力のアナログ・フロント・エンド（AFE）です。AD5940/AD5941 は、皮膚インピーダンスや体インピーダンスの測定用に設計されており、完成された生体電気/生体電位測定システムの AD8233 AFE と連動するように設計されています。AD5940/AD5941は、電気化学式有毒ガス検知用に設計されています。
AD5940/AD5941 は、2 つの高精度励起ループと 1 つの共通の測定チャンネルで構成されており、テスト対象のセンサーを幅広く測定できます。1 つ目の励起ループは、超低消費電力デュアル出力ストリング D/A コンバータ（DAC）と低消費電力および低ノイズの定電位アンプで構成されています。DAC の一方の出力で定電位アンプの非反転入力を制御し、他方の出力でトランスインピーダンス・アンプ（TIA）の非反転入力を制御します。この低消費電力励起ループは、DC ～ 200 Hz の信号を生成することができます。
2 つ目の励起ループは、高速 DAC と呼ばれる 12 ビット DAC で構成されています。この DAC は、最大 200 kHz の高周波数励起信号を生成することができます。
AD5940/AD5941 測定チャンネルには、入力バッファ、内蔵アンチエイリアス・フィルタ（AAF）、およびプログラマブル・ゲイン・アンプ（PGA）を備えた 16 ビット 800 kSPS マルチチャンネル逐次比較レジスタ（SAR）A/D コンバータ（ADC）が使用されています。ADC には、±1.35 V の入力電圧範囲があります。ADC 前の入力マルチプレクサにより、ユーザーは測定する入力チャンネルを選択できます。これらの入力チャンネルには、複数の外部電流入力、複数の外部電圧入力、および内部電圧チャンネルなどがあります。内部チャンネルでは、内部の電源電圧、ダイ温度、およびリファレンス電圧を測定して診断することができます。
電流入力には、さまざまなタイプのセンサーを測定するためのプログラマブルなゲイン抵抗と負荷抵抗を備えた 2 つの TIA が含まれています。1 つ目の TIA は、LPTIA と呼ばれ、低帯域幅の信号を測定できるように設計されています。2 つ目の TIA は、高速 TIA と呼ばれ、最大 200 kHz の高帯域幅の信号を測定できるように設計されています。
センサーは、超低リークおよび低 RON のプログラマブル・スイッチ・マトリックスにより、内部アナログ励起ブロックと測定ブロックに接続されています。このマトリックスは外付けのトランスインピーダンス・アンプ抵抗（RTIAs）およびキャリブレーション抵抗を接続するためのインターフェースとして機能します。このマトリックスを使用して、複数の電子測定デバイスを同じ測定電極にマルチプレクスすることもできます。
高精度の 1.82 V および 2.5 V 内蔵リファレンス・ソースが提供されています。内部 ADC および DAC 回路は、この内蔵リファレンス・ソースを使用して、それらの周辺機器に対して低ドリフト性能を実現します。
AD5940/AD5941 測定ブロックは、SPI（シリアル・ペリフェラル・インターフェース）インターフェースから直接レジスタに書き込むか、または AFE チップの自律的な制御を可能にするプログラマブル・シーケンサを使用して制御することができます。6 kB のスタティック・ランダム・アクセス・メモリ（SRAM）は、ディープ・データ FIFO（先入れ先出し）とコマンド・メモリ用に分割されています。
測定コマンドはコマンド・メモリに保存され、測定結果はデータ FIFO に保存されます。FIFO 満杯、FIFO オーバーフローなどの FIFO の状態を示すために、FIFO に関連した多くの割込みが用意されています。
多数の汎用入出力（GPIO）が使用可能で、AFEシーケンサを用いて制御できます。AFEシーケンサは複数の外部センサー・デバイスをサイクル精度で制御できます。AD5940/AD5941 は、2.8 V ～ 3.6 V の電源で駆動し、−40 °C ～ +85 °C の温度範囲向けに仕様規定されています。AD5940 は、56 ピン 3.6 mm × 4.2 mm WLCSP パッケージを採用しています。AD5941 は、48ピンLFCSP パッケージを採用しています。
アプリケーション
- 電気化学測定
- 電気化学ガス・センサー
- 定電位／電流滴定／ボルタンメトリ／サイクリック
- ボルタンメトリ
- 生体インピーダンス・アプリケーション
- 皮膚インピーダンス
- 体インピーダンス
- 連続的な血糖値モニタリング
- バッテリ・インピーダンス
製品カテゴリ
マーケット＆テクノロジー
製品ライフサイクル
新規設計にお薦めします
発売済みの製品です。データシートには、最終的な仕様と動作条件がすべて記載されています。新規の設計には、これらの製品の使用を推奨します。
評価キット (3)
参考資料
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AD594x User Guide4/12/2019WIKI
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煙検出器のより良い設計方法 人命を確実に救う方法9/25/2019
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電気化学計測器を小型化 するエレクトロニクス・ ソリューション9/25/2019
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遠隔・個別化医療の未来を担うアナログ・デバイセズ2/26/2023
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電気化学インピーダンス分光法により、 燃料電池の故障を検出する4/1/2022
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バイタル・サイン技術：身体の状態基準保全6/1/2020
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液体測定 ―水から血液まで10/1/2019
-
電気化学式ガス検知に関わる技術的課題の解決10/1/2019
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臨床状態のモニタリングおよび疾病診断における生体電気インピーダンス分析9/1/2019
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あらゆるインピーダンス測定の用途に対応可能なIC製品ファミリ11/1/2018
ソフトウェア & システム
デバイス・ドライバ
リファレンス・デザイン (1)
設計リソース
アナログ・デバイセズでは、最高レベルの品質と信頼性を備えた製品を提供することに最大の力を常に注いでいます。これを実現するため、製品およびプロセスの設計のあらゆる観点で品質と信頼性のチェックを行っています。そして、それは、製造工程においても同様です。アナログ・デバイセズは常に、出荷製品の「ゼロ・ディフェクト」を目指しています。詳細についてはアナログ・デバイセズの品質および信頼性プログラム/認定証をご覧ください。
| 製品番号 | 材料宣誓書（MD） | 信頼性データ | ピン/パッケージ図 | CADシンボル、フットプリント & 3Dモデル |
|---|---|---|---|---|
| AD5940BCBZ-RL | 材料宣誓書（MD） | 信頼性データ | 56-Ball WLCSP (4.16 mm x 3.56 mm) | |
| AD5940BCBZ-RL7 | 材料宣誓書（MD） | 信頼性データ | 56-Ball WLCSP (4.16 mm x 3.56 mm) | |
| ウェハ・ファブリケーション・データ |
サポート ＆ ディスカッション
AD5940 Discussions
RE: AD5941 breakout board and how to measure generated waveform on scope?
2 日前 Precision ADCs
RE: ad5940 Impedance Profiling_2wireIEC.xls workbook
6 週間前 Precision ADCs
サンプル＆購入
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